矿井安全与地质环境

1、 矿井安全与地质环境 煤矿开采属地下作业，由于其生产系统简单，环节众多，地质条件频繁变化的采掘工作面的推动及随时移动，给井下生产带来了一个个未知而又担心全因素，特殊是顶板、瓦斯、水、火、煤尘等五大自然灾难时刻威逼职工生命的平安。虽然“平安第一、预防为主”的方针作为煤矿平安生产永恒的主题，但是伤亡事故仍时有发生。究其缘由虽有多种，但特别的自然地质环境和恶劣的地质条件往往是孕育惨痛事故的温床。本文通过分析矿井平安与地质环境因素的关系，从而总结规律，试图找到一种“科学猜测，超前监控，事先防范”的事故预防途径，以期在实践中正确指导矿井平安生产。 一、矿井平安与地质构造：（一）地质构造：地质构造常消失岩

2、层滑移，围岩破裂等特征，因而地质构造带往往是发生顶板、透水、瓦斯事故的地段。1、褶曲构造：由于岩层受到构造应力的作用，地壳的水平运动是造成构造的地质条件。单一岩层受构造应力的作用，不同部位会产生一系列的裂隙、小断层、节理等内部小构造。特殊是在褶曲轴部往往烈隙、节理发育，煤层暴露后吸水脱落，同时其轴部产状变化急剧，回采中不易支护，易发生片帮及冒顶事故。其次褶曲轴部煤厚度易突变(变厚或变薄)，小眼掘进时易发生煤层跨落堵人事故。2、断层：断层广泛发育于不同构造环境中类型许多，断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、煤层反应出来。在矿井生产过程中，常遇到很多不同性质的断层，其破裂带大小不一，对围岩破坏

3、程度也不同；同时常在断层两旁产生牵引、揉皱、挤压等现象，导致煤层突增或压薄，煤层突增处易产生煤层偏冒、跨落堵人事故。还有一些顶断底不断及底断顶不断的小断层及小断层及小断层间滑动构造部位，由于受到构造应力的作用，围岩易脱落，且脱落面积较大，没有预兆，采空后顶板来压较快,是产生顶板事故的地段。工作面断层过压时，正确推断断层的性质、断距，准时留设断层煤柱，是防止透水及瓦斯事故的关键。3、从瓦斯赋存与构造关系规律看，褶曲轴部往往是瓦斯富集带，为此正确猜测褶曲轴部位置对防止瓦斯突出而引起的事故也是至关重要的。(二)煤岩组合：即煤层煤顶板厚度、岩性、结构等，它们是引发顶板事故的重要地质因素。由于煤系地层受

4、到地质应力及后期改造影响，煤岩层均已产生形变，导致围岩破裂，顶板多变不平整，煤层形态多变，增加采面顶板管理的难度，通常易引发事故隐患因素有：1、围岩节理和劈理发育地段，易产生煤岩层脱落伤人，尤其是雨季期间，水沿裂隙侵入，造成煤岩层冒顶及跨帮事故。如：2000年569水平刷新车场时，由于围岩节理和劈理发育，两节理面斜交，由于敲帮问顶不准时，工人在出碴时，顶突然冒落，造成岩层冒顶事故。2、如煤层伪顶完整性差，强度低，则采面推动时，由于敲击或放炮震惊后，假如支护没有准时跟上，或支护手段、方式没有适应煤层顶板变化，也极易产生顶板事故。3、回采过程中，随采空面积的扩大，又未能准时回柱放顶，引起一些部位应

5、力集中，从而导致较脆弱部位顶板跨落，或者激发煤层瓦斯的特别涌出，从而波及工作面的平安。4、简单的煤岩结构煤层中往往含有夹矸层，开采中易发生夹矸至上分层脱落伤人事故。5、煤层厚度变化：本区煤层厚度变化主要属后生变化，加上褶曲、断层发育，造成煤层形态多变，常消失藕节状、鸡窝状、阶梯状等不规章形态消失，特殊在构造挤压带四周易形成煤包及厚薄相间带等等。由于煤厚的变化造成顶板稳定性差，伪顶发育，而造成采面顶板管理难度较大，这些都是简单产生顶板及跨煤事故的地点。倾角大的煤层一旦发生局部冒顶时，由于顶板向下滑移，可能扩大成为大面积的冒顶。如小井掘进突遇大煤包，由于支护不善而导致跨煤堵人伤亡事故。二、矿井平安

6、与瓦斯地质：本区矿井虽属于低瓦斯矿井，但历年来也曾发生过在废巷、采空区、采区独头巷道、采面顺槽及沿煤上山等地段的C02窒息及CO中毒等气体事故特殊是小煤窑，由于通风管理不善，这类事故更是频繁)。通过分析，本人认为瓦斯对矿井平安危害主要有以下几个特点：1、瓦斯的含量随着煤层变质程度增加也随着增加。开采深度的加深，地应力和岩体本身的自重力相应增大，瓦斯含量和瓦斯压力也随着增大。从而增加通风管理难度，导致气体事故的发生。2、岩浆热液变质作用、岩浆侵入作用、岩浆软化煤层围岩作用直接影响着瓦斯赋存。不同构造部位，瓦斯含量不一。岩浆侵入带四周，压性断层、复式向、背斜轴部转折端，瓦斯易于聚集，这些部位往往是

7、瓦斯事故常发生地带，而张性断层、褶曲两翼，则瓦斯不易于积聚。3、“煤包”易造成瓦斯突出事故。煤厚的变化，是由于地应力集中的显观，是后期改造形成的。由于后期改造中可引起明显的煤层结构破坏，瓦斯突出前的煤变松、层理紊乱，以软分层易于突出，并不是全部的“煤包”都会发生瓦斯突出。瓦斯含量与煤包围岩组合特征、与地表距离、煤变质程度、煤体结构、煤岩类型、煤组分、四周岩浆活动、采掘应力等因素成正比。4、水小瓦斯含量高，水大瓦斯含量低。岩层产状平缓，裂隙发育，围岩透气、透水性差的封闭地段，瓦斯易于积聚，相反裂隙发育，围岩及煤层透气、透水性好的地段，则瓦斯不易于积聚，前者往往是瓦斯气体事故常发生地带。5、瓦斯是流淌的有害气体，随着气压变化而变化，不断地流淌，转变聚集地点，常多聚集在老空区和通风不良的废巷、独头巷道和小煤，因而这些地点是最